微细金属Z-pin对复合材料开孔板压缩性能的影响

通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型,获得微细(φ0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律.采用离散实体单元代表Z-pin,选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤,可以有效地模拟结构失效过程中扭结现象的不稳定扩展.结果表明,所有加Z-pin开孔板的压缩强度均低于无Z-pin试样.随着Z-pin植入体积分数的增加,Z-pin与层合板之间的桥联作用增强,加Z-pin开孔层合板压缩强度增加,开孔周围分层损伤区域受到抑制,损伤区域面积最高减小了67%.在相同的体积分数下,Z-pin排布变化对开孔板压缩强度没有显著影响.加Z-pin开孔板有限元模型的模拟结果与试验结果之间的最大相对误差为8.6%.

一种基于PIN二极管的可切换吸透一体超材料设计

设计并验证了一种基于集总电阻和PIN二极管的可切换吸透一体超材料结构,以实现宽带透波和通带可开关特性。该超材料单元结构由连接集总电阻的交指谐振器、带通频率选择表面层以及加载PIN二极管的开关控制层组成。通过等效电路理论对单元结构与谐振频率之间的关系进行了分析。通过对单元结构的表面电流和电场分布的分析,揭示了其吸波机理。研究结果表明:当PIN二极管处于导通状态时,设计的结构在9.48~10.31GHz透波频段内插入损耗低于1d B,在5.34~8.08GHz和11.89~15.14GHz频段内具有90%以上的吸波率,并且在5.21~15.37GHz频带内整体反射系数低于-10d B,展现出良好的宽频隐身效果;而当PIN二极管处于截止状态时,原本的通带变为全反射带,反射系数大于-1d B。这一设计在隐身领域具有潜在应用价值。

基于PIN管的1-bit波束可重构反射阵

针对传统反射阵列天线不能灵活地进行波束转向,无法满足部分应用场景需求这一问题,文中设计、制作并测试了一种具有12×12个反射单元的1-bit波束可重构反射阵列。通过在两个尺寸相同的L形结构中间加载PIN二极管实现1位可重构单元,采用Ansys HFSS 15对该单元进行建模和仿真,在4.36 GHz~5.06 GHz频率范围内,单元在PIN二极管导通和断开两种状态下的相位差在180°±25°范围内,并在4.46 GHz和4.96 GHz两个频率下,具有180°相位差。对4.96 GHz进行验证,通过数字控制板独立调节每个PIN二极管,从而实现所需的相位分布。仿真和测试结果表明反射阵可以在4.96 GHz的中心频率下实现±50°范围内的波束扫描,并且在4.76 GHz~5.46 GHz频率范围内,具有相对良好的波束扫描性能。此外,反射阵采用镜面对称排布方式以改善交叉极化,实测交叉极化为-26.7 dB,相比较传统排布方式,交叉极化峰值降低了15.2 dB。

高功率微波信号对PIN限幅器温度分布的影响特性

针对高功率微波波形参数对限幅器温度分布特性的影响,基于双级PIN限幅器的场路协同仿真模型对微波脉冲幅值、频率对温度分布的影响展开了仿真研究。结果表明:微波脉冲幅值、频率的提升会使双级PIN限幅器中PIN二极管的高温区域分布向P区拓展、高温区域分布范围扩大;相对而言,微波脉冲幅值对温度分布的影响更为显著,频率对温度分布的影响相对较小。

双级PIN限幅器的微波脉冲响应机理及规律

基于双级限幅器中两个PIN二极管的多物理场仿真模型与限幅器中其他电路元器件的SPICE模型,搭建了Si基双级PIN限幅器的场路协同仿真模型,利用这一模型对微波脉冲作用下限幅器中两级PIN二极管的温度响应特性进行了仿真.在此基础上对限幅器在不同频率、幅值微波脉冲信号作用下内部发生熔化现象所需的时间与能量进行了仿真,并对这一过程进行了机理分析与响应特性规律总结.仿真结果表明,当限幅器中第一级PIN二极管内部最高温度已达到材料熔点时,第二级PIN二极管的温度变化幅度较小.限幅器内部发生熔化现象所消耗的时间与能量随信号幅值、频率的变化呈现出规律性关系,发生熔化现象所需的时间随信号幅值或频率的提升而减小;发生熔化现象所需的能量随频率的提升而降低,随幅值的变化存在极大值点;限幅器的响应特性对信号参数表现出了不同的敏感性.

基于变分模态分解和自动编码器的PIN二极管温度特性预测

提出融合变分模态分解(VMD)和自编码器的预测方法,将温升特性曲线分解成若干个子信号分量,其中包含高频的波动量、中间量和低频的趋势量,然后利用自编码器对每个分量进行预测,最后将分量的预测值相加,从而实现对PIN二极管温升特性曲线的精准预测。通过与多种机器学习方法的对比验证了结合VMD分解可有效提升预测精度,同时也验证了自编码器在特性曲线拟合上的优势。

外延生长对GaN基PIN型器件的影响研究

实现了PIN型GaN外延材料的生长,并深入研究了影响器件性能的关键i-GaN外延层的生长温度和生长气流等要素。结果表明,适当的生长温度和气流条能够有效改善GaN的位错密度和背景掺杂,从而提升其晶体质量;过高或过低的生长温度和低气流则可能导致杂质原子如C、O等并入外延材料,形成高位错和缺陷。制备了GaN基PIN型器件,并探究了不同p层掺杂浓度对其电学I-V特性的影响。结果表明,较高的掺杂浓度有助于制备势垒低的欧姆接触,形成更优越的PN结特性。比较了Ni/Cr和Ni/Au两种金属接触对器件I-V特性的影响。结果表明,以Ni/Au制备P型欧姆接触能够获得更低的反向漏电流。此外,相较于Cr、Au具有更优越的稳定性和耐压性。深入探讨了PIN型GaN外延材料的生长条件对器件性能的影响,并通过制备GaN基PIN型器件深入研究了掺杂浓度和金属接触对电学特性的影响。

基于改进Pinball损失的支持向量机

支持向量机(SVM)能够利用少量的支持向量实现高精度分类,但模型受噪声数据影响大,为提高支持向量机模型的分类精度,在Pin-SVM的基础上,提出Epin-SVM。该模型利用指数型函数修改了Pinball损失函数,使用损失函数的思想构造支持向量机模型以提高模型分类精度。在UCI数据集上进行实验,实验结果表明改进后的模型分类精度相较于Pin-SVM提升2%左右,证明Epin-SVM能够有效地提高模型的分类精度。

荷花PIN基因家族的鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究荷花中NnPIN家族成员的特征及在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的基因资源。【方法】采用生物信息学方法对荷花NnPIN家族进行全基因组鉴定,并通过qRT-PCR技术分析了其在低温(4℃)、水淹及外源3 mmol/L脱落酸(ABA)处理下的表达模式。【结果】(1)荷花基因组中共鉴定出12个具跨膜结构域的NnPIN基因,分别命名为NnPIN1~12,且分布在6条染色体上,并主要定位于质膜和内质网;(2)系统进化分析表明,NnPIN蛋白可根据中央亲水环的长度分为经典型和非经典型2种类型,且同一类型具相似结构;经典型具完整的motif 1~12,而非经典型则缺失中央亲水环部分(motif 6,8,9,12);(3)NnPIN基因在启动子区域具有大量光响应、非生物胁迫和激素响应元件,并特异性地具有厌氧、脱落酸(ABA)、低温等响应元件;(4)NnPIN基因(除NnPIN8外)均正向响应外源ABA和低温胁迫,而NnPIN6和NnPIN7正向响应水淹胁迫,NnPIN1、NnPIN2、NnPIN3、NnPIN4、NnPIN5、NnPIN8、NnPIN9和NnPIN12则负向响应水淹胁迫。【结论】NnPIN基因家族特异性参与荷花非生物逆境胁迫响应。

植物向重力反应中PIN-FORMED介导的生长素极性运输调控

植物的向性,即植物对光或重力等环境刺激信号产生的定向生长反应。在向重力性反应中,植物器官将重力感知为定向环境信号,来控制其器官的生长方向以促进生存。植物激素生长素及其极性运输在植物向重力反应中起着决定性的调控作用。质膜定位的生长素输出蛋白PIN-FORMED(PIN)通过动态的亚细胞极性定位,改变生长素运输的方向以响应环境刺激,由此植物器官间建立的生长素浓度梯度是细胞差异化伸长和器官弯曲的基础,来调控植物的形态建成和生长发育过程。本文主要讨论发生在植物重力感受细胞内早期重力感知和信号转导机制的最新研究进展、PIN介导的生长素极性运输、PIN的极性定位以及质膜蛋白丰度的调控机制等。

高功率微波频率对PIN限幅器的影响分析

通过TCAD器件建模,建立了PIN二极管的电热耦合模型,搭建PIN限幅器HPM耦合仿真电路以进行高功率微波效应仿真。仿真得到了不同频率下PIN限幅器瞬态电压响应以及PIN二极管内部电场、载流子、结温分布。仿真结果表明,在HPM耦合电压作用下,PIN限幅器平顶泄漏负向电压随频率增大而降低,PIN限幅器平顶泄漏正向电压随频率增大而降低。PIN二极管内部PIN限幅器的限幅能力随微波频率增加先增强后减弱。HPM频率较低时PIN二极管内部晶格温度积累集中于I层界面处,随着频率升高,晶格温度积累集中于I层中间位置,因此频率变化会造成PIN限幅器的HPM毁伤敏感位置变化。

Propagation and Pinning of Travelling Wave for Nagumo Type Equation

In this paper, we study the propagation and its failure to propagate (pinning) of a travelling wave in a Nagumo type equation, an equation that describes impulse propagation in nerve axons that also models population growth with Allee effect. An analytical solution is derived for the traveling wave and the work is extended to a discrete formulation with a piecewise linear reaction function. We propose an operator splitting numerical scheme to solve the equation and demonstrate that the wave either propagates or gets pinned based on how the spatial mesh is chosen.

“Pin经济”中的三重交换机制研究——以杭州亚运会为例

重大体育赛事的举办既是运动员的盛会,也是属于赛事服务者、爱好者的一次盛会。在赛事进行过程中备受关注的不仅是体育竞技本身,还包括赛事纪念徽章的发售与交换。在“集Pin”“换Pin”的热潮中,个体荣誉见证与社交满足、企业品牌建构与用户培养、国家形象传播与文化互渗的三重交换机制使得一枚小小的徽章具备在金融属性与文化属性双层面的经济效益,体育赛事的举办与热情也催生出相关的赛事经济产业,即“Pin经济”。

甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析

生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体,在植物生长发育过程中发挥重要作用,但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子,以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研究利用生物信息学方法在甜瓜(Cucumis melo)全基因组数据库中筛选鉴定到18个CmPIN成员,编码氨基酸数量在51-642之间,分子量介于5.19-70.30 kD之间,不稳定指数在24.33-48.87之间;主要定位于细胞质膜上,除CmPIN6和CmPIN8无跨膜结构外,其他16个PIN蛋白均具有2-11个跨膜结构域;分布在9条染色体上,均含有1-9个Motif,CmPIN家族成员基因含有1-10个外显子,二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲结构。构建了CmPIN家族成员与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、番茄(Solanum lycopersicum)、玉米(Zea mays)的PIN蛋白进化树,将18个CmPINs聚类为7个亚族,其中亚族Ⅵ中数量最多。启动子顺式作用元件分析显示,甜瓜CmPIN启动子中存在大量的顺式作用基本元件,还含有与激素、光信号和干旱诱导等相关的顺式作用元件。对不同温度处理的甜瓜胚根进行荧光定量分析,结果表明,高温胁迫下Yucasin+IAA处理的CmPIN13和CmPIN18基因表达量显著高于Yucasin处理;NPA+IAA处理的CmPIN2、CmPIN13和CmPIN18基因表达量显著高于NPA处理,推测CmPIN基因家族参与了甜瓜发芽过程高温胁迫的响应调控。

基于S-PIN二极管的频率可重构缝隙芯片天线研究

为了实现高度集成化的片上可重构天线系统,利用硅基固态等离子体表面PIN(S-PIN)二极管技术,设计了一种C—Ku波段频率可重构的领结型缝隙芯片天线。文中讨论了利用S-PIN二极管作为芯片天线频率可重构部件的设计标准,并对S-PIN二极管的结构参数进行了分析。通过控制S-PIN二极管的截止/导通状态,提出的缝隙芯片天线可以实现从6.7 GHz到17.97 GHz的工作频率可重构,增益分别为4.63 dBi和3.4 dBi。在实际的流片和测试过程中发现,文中研制的S-PIN二极管具有良好的伏安特性。此外,固态等离子体天线工作在C波段和Ku波段时的实际中心工作频点分别位于6.6 GHz和17.9 GHz,与仿真结果相比具有良好的一致性,验证了S-PIN二极管在制造频率可重构芯片天线方面的潜力。

基于超声引导的微细Z-pin植入系统

为了减少传统Z-pin增强工艺对复合材料层合板造成的面内性能损伤,提出超声引导直径为0.11 mm的微细Z-pin自动植入工艺.根据超声引导微细Z-pin植入原理,设计开发自动植入系统.根据Z-pin植入力特性,综合夹心式压电换能器的设计理论,设计纵振型超声振子,利用有限元仿真软件对超声振子进行模态及谐波响应分析,实测超声振子阻抗与振幅特性,得到谐振频率为70.0624 kHz,振幅为2.578μm,与仿真结果一致.搭建超声引导植入系统,对微细Z-pin增强复合材料层合板进行面内拉伸、压缩性能及层间断裂韧性测试.结果表明,对于体积分数为0.2%、直径为0.11 mm的微细碳纤维Z-pin增强复合材料层合板,拉伸、压缩强度分别下降1.6%和3.4%,Ⅰ型层间断裂韧性可以提升14.4倍.

Z-pin增强复合材料加筋构件连接性能研究

通过横向三点弯曲试验研究Z-pin直径和体积分数对复合材料加筋类简化构件连接性能的影响。随着Z-pin体积分数的增加,Z-pin增强试件相比于空白对照试件,有效载荷提升48.41%~96.97%,总能量耗散提升661.88%~748.72%,本试验组研究结果表明高Z-pin体积分数可以有效提高加筋试件的承载能力。在Z-pin体积分数同为0.4%的情况下,Z-pin直径为0.5 mm的试验组的承载能力略高于Z-pin直径为0.3 mm的试验组的承载能力,但Z-pin直径为0.3 mm的试验组具有更好的稳定性。试验结果表明Z-pin的植入能够提高复合材料加筋类简化构件的有效载荷及能量耗散,很大程度上提高了加筋试件的连接性能。

苹果PIN家族基因鉴定及在不定根形成中的表达分析

【目的】探究苹果PIN全基因组特征及在不定根形成过程中的表达分析,以便更深入地了解其结构特点与潜在功能,为研究不定根形成的分子机制奠定基础。【方法】利用苹果基因组数据库GDR和HMMER对苹果PIN基因家族成员进行鉴定并编号,用MEGA、TBtools和MEME等生物信息学软件对其家族成员的基因定位、系统进化关系、基因结构、保守motif基序和蛋白保守结构域等进行分析,并采用qRT-PCR方法对PIN基因家族成员在不定根形成中的表达模式进行分析。【结果】苹果PIN基因家族有13个成员,分布于基因组8条染色体上,氨基酸数目在357~660个之间,蛋白质分子质量为38.84~71.61 ku,等电点在6.93~9.35之间。启动子作用元件分析表明,13个PIN启动子上含有响应激素、生长发育和逆境相关的顺式作用元件,其中有8个PIN基因含有生长素响应作用元件,暗示他们可能参与生长素调控不定根形成。转录组分析显示,13个PIN家族成员中,有6个基因(MdPIN3、MdPIN4、MdPIN6、MdPIN7、Md-PIN11和MdPIN12)在吲哚丁酸(IBA)处理下表达上调。进一步通过qRT-PCR分析,发现MdPIN3、MdPIN4、MdPIN6和MdPIN11在IBA处理下都有明显上升趋势,其中MdPIN4表达量变化最大。【结论】通过对苹果全基因组进行分析,共鉴定到13个PIN基因,分布在8条染色体上,通过转录组和qRT-PCR分析,推测MdPIN4可能在调控苹果砧木不定根形成中起着重要作用。

Pin-by-pin堆芯计算栅元少群参数处理程序PINCK的研发

接口处理程序在反应堆物理“两步法”计算中起着连接组件计算和堆芯计算的桥梁作用,是反应堆物理计算中不可或缺的重要环节。为实现pin-by-pin堆芯计算,将栅元均匀化的截面参数提供给堆芯程序,设计开发了栅元少群参数处理程序PINCK。PINCK程序首先对不同分支的栅元参数进行预处理,得到不同分支的参数分量;然后,通过对参数分量进行关于状态变量的插值计算,得到参数分量的插值系数,即栅元参数库。通过对不同格式栅元参数库大小的比较,选择二进制格式作为栅元参数库的输出格式。通过分析程序计算时间,使用OpenMP对程序热点模块进行加速,16线程时,并行效率大于70%。通过使用压水堆组件对PINCK程序进行初步验证,表明PINCK程序的理论模型合理,计算结果正确。

大豆GmPIN2家族基因调控根系发育功能初探

生长素作为重要的植物激素之一。生长素的转运参与了植物各组织器官发育调控。在拟南芥中,生长素转运调控主要由PIN家族蛋白所介导,其中拟南芥AtPIN2主要通过介导生长素向基运输调控根的向重力性。大豆中PIN2家族蛋白及其功能研究尚未有报道。本研究通过构建系统进化树和蛋白质结构域分析发现,大豆GmPIN2a和GmPIN2b为AtPIN2的同源基因。组织表达分析研究发现,GmPIN2a和GmPIN2b在根、根瘤原基和根瘤等组织中高表达。GmPIN2a和GmPIN2b在根部主要表达在根尖表皮和外部皮层细胞,在根瘤中GmPIN2a、GmPIN2b均定位于根瘤基部维管束区,此外,GmPIN2a定位在根瘤顶部表皮及外皮层。利用基因编辑技术CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats/CRISPR associated 9)同时敲除GmPIN2a和GmPIN2b后发现,Gmpin2ab突变体根具有明显的重力缺失表型。与野生型相比,Gmpin2ab和35S::GmPIN2b的根面积和侧根长度显著降低,Gmpin2ab侧根夹角显著上升,而35S::GmPIN2b侧根夹角不变。综上所述,GmPIN2a和GmPIN2b通过介导生长素向基运输对大豆根型调控具有重要作用。本研究为深入探究大豆PIN蛋白介导生长素极性运输在根形态建成的作用机制奠定了一定研究基础。